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Thales Terrola e Lopes
PROTEÇÃO TEE-06090 (10º PERÍODO)
3 – RELÉS DIFERENCIAIS (87)
UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE Departamento de Engenharia Elétrica
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Localização dos TC´s
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Relé Diferencial Comum
Relés diferenciais não estabilizados;
Basicamente relés de sobrecorrente utilizados em
ligação diferencial.
Condição Normal ou Defeito fora da zona protegida.
Sistema
em anel.
Relé não atua!
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Relé Diferencial Comum
Defeito interno a zona protegida.
Sistema
Radial:
Relé atua!
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Relé não atua!
Relé não atua!
Relé atua!
Relé Diferencial Comum
Sumário
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Relé Diferencial Comum
Limitação da proteção Diferencial Comum:
Ocorrência de forte Curto-Circuito fora da zona seletiva, mas
muito próximo ao TC.
Casamento dos TC´s não ser ideal;
Saturação dos TC´s.
Ajuste das funções de sobrecorrente inerentes ao 87.
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Relé Diferencial Percentual (87)
Derivação Central
Relé atua!
Limiar de Operação!
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Situação de Operação Normal ou defeito fora da zona
protegida.
I1 e I2 produzem campos magnéticos
concordantes!
i1=i2
Bobina de Operação:
Torque Nulo!
Bobina de Restrição:
Duas partes enroladas no
mesmo sentido
Elevado Torque Negativo!
Relé Diferencial Percentual (87)
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Bobina de Operação:
Elevado Torque Positivo!
Bobina de Restrição:
Torque Nulo!
Supor que:
i1=i2
I1 e I2 produzem campos magnéticos em
sentidos opostos na meia bobina de restrição!
Relé Diferencial Percentual (87)
Curto Circuito dentro da zona protegida.
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Defeitos externos: relé fortifica a restrição e
enfraquece a operação, não garantindo a operação;
Defeitos internos: relé fortifica a operação e
enfraquece a restrição, garantindo a operação.
Relé Diferencial Percentual (87)
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Relé Diferencial Percentual (87)
Curva de Operação do Relé 87
A característica percentual (slope) é utilizada para compensar do
descasamento das relações de TCs, de ajustes de bobinas de restrição, etc.
Curva Percentual
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Relé Diferencial Percentual (87)
Modelo determinado a partir da situação normal de operação, sem curto.
Bobina de Restrição:
Bobina de Operação:
Determinação da Curva de Operação
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Relé Diferencial Percentual (87)
Torque no balancim do relé:
No limiar:
Determinação da Curva de Operação
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Relé Diferencial Percentual (87)
Declividade da reta do limiar de
operação do relé 87.
Determinação da Curva de Operação
Generalizando para
relação do Torque:
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Relé Diferencial Percentual (87)
Curva de Operação do Relé 87
Curva Percentual
K3 representa o efeito da mola restauradora.
0,1 A ou 0,2 A ou valor fornecido pelo fabricante.
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Relé Diferencial Percentual (87)
Maior declividade da reta
menor sensibilidade do relé!
Ex: Declividade de 25%; a = 25%
Ajuste da inclinação da curva:
Curva de Operação do Relé 87
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Relé Diferencial Percentual (87)
Alternativa Gráfica para a Curva de Operação
do Relé 87
Modelo baseado nas correntes na bobina de retenção: I1 e I2
Percentagem da corrente diferencial p ( I1 - I2) em relação
a menor corrente, I1 ou I2
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Relé Diferencial Percentual (87)
I1 I2
Aumento do ângulo: Aumento da zona de
não atuação!
Aumento da faixa de
correntes onde I1 = I2.
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Relé Diferencial Percentual (87)
86 – Relé auxiliar de bloqueio
Obs: Os TC´s utilizados na proteção diferencial devem ter uma classe
de precisão superiores aos TC´s para as funções 50, 51, 21, 67. 32.
Erros dos TC’s influenciam no ajuste do relé 87.
Clsses de precisão: 2.5%, 5% ou de 10%.
Conexão ao SEP
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Relé Diferencial Percentual (87) Compensação da diferença angular estrela – triangulo
dos transformadores pela conexão dos TCs.
A corrente no enrolamento 1, IA-IB, está adiantada em 30° da
corrente do enrolamento 2.
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Relé Diferencial Percentual (87)
Compensação da diferença angular estrela - triangulo pela
conexão dos TCs.
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Relé Diferencial Percentual (87)
Proteção Diferencial por Tele Proteção
Fio Piloto
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Relé Diferencial Percentual (87)
Proteção Diferencial por Tele Proteção
Fio Piloto
Operação Normal
Curto-Circuito na Linha
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Relé Diferencial Percentual (87)
Proteção Diferencial por Tele Proteção
Fibra Óptica
Cabo OPGW (Optical Ground Wires) – condutor metálico
onde coaxialmente estão instalados os cabos de fibra óptica.
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Relé Diferencial Percentual (87)
Proteção Diferencial por Tele Proteção
Fibra Óptica - Cabo OPGW (Optical Ground Wires)
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Relé Diferencial Percentual (87) Proteção Diferencial por Tele Proteção
Onda Portadora (Carrier)
OPLAT – Onda Portadora sob Linha de Alta Tensão (20 a 400 kHz)
Demodulação Modulação
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Relé Diferencial
Exercícios
1) Determinar os parâmetros principais dos transformadores
de corrente e os ajustes necessários do relé de
sobrecorrente diferencial para a proteção de um
transformador de potência de 56 MW, na tensão de
138/13,8 kV, ligado em triângulo-estrela. A corrente de
curto-circuito monopolar próximas as buchas do
transformador é de 3700 A. A corrente de curto-circuito
trifásica na mesmo ponto vale 17.000A. A corrente de curto-
circuito no lado primário vale 2800A.
a) Relações nominais dos TCs (RTC);
b) Erro percentual na relação;
c) Ajuste da declividade percentual.
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Relé Diferencial 2) A figura abaixo mostra um relé diferencial aplicado para proteção
do enrolamento do estator de um gerador. O relé tem um valor de
picape mínimo (corrente de atuação) de 0.1 A e está regulado para
uma declividade de 10%. Uma falta à terra ocorreu no enrolamento
do gerador, próxima ao extremo correspondente ao neutro aterrado
solidamente, quando o gerador alimentava uma certa carga,
resultando na circulação das correntes dada na figura. Admitindo-
se que os TC´s têm relação 400/5A e sem imprecisão, pergunta-se:
a) O relé operará para atuar o disjuntor do gerador, nas condições
dadas?
b) Poderia o relé operar sob dado valor de corrente de defeito, se
o gerador não estivesse fornecendo corrente à carga (disjuntor
aberto)?
c) Representar em um mesmo diagrama, a característica de
operação do relé e os pontos que representam as correntes de
operação e restrição no relé, nas duas condições acima.
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Relé Diferencial
2) Figura do exercício.
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